静止无功发生器功率模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种静止无功发生器功率模块。其目的是为了提供一种结构紧凑、成本低、电感量小的静止无功发生器功率模块。本实用新型包括模块框架、电容器、绝缘栅双极型晶体管、散热器和叠式母排，模块框架上设置有交流接线端子，壳体内部安装有电容器，散热器安装在电容器上面设置的散热风道内。散热风道外壁上设置有两个绝缘栅双极型晶体管,晶体管的交流接线端与交流接线端子连接，晶体管的负接线端与叠式母排的负极板连接，叠式母排的负极板底端与电容器的电容器负极端子连接，晶体管的正接线端与叠式母排的正极板连接，叠式母排的正极板底端与电容器的电容器正极端子连接，在叠式母排负极板与正极板之间设置有第二绝缘板。
【专利说明】静止无功发生器功率模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及配电供电领域，特别是涉及静止无功发生器功率模块。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的进步，逆变器技术得到了大力发展，静止无功发生器(即:SVG)已经大量投入使用，静止无功发生器的核心是逆变电源技术，其核心器件是由绝缘栅双极型晶体管(即:IGBT)组成的自换相桥式电路。其中要求绝缘栅双极型晶体管与电容之间的连接母排电感量要小，即低电感母线，这样可以大幅降低浪涌电压，使绝缘栅双极型晶体管在工作时不会被击穿。目前采用的两种技术又都有各自的缺点:
[0003]1、采用电缆绞线或者单根母排作为静止无功发生器的母排，这种母排结构简单、造价低，但是母排的电感较大，容易使绝缘栅双极型晶体管在工作时击穿。
[0004]2、采用叠层复合母排作为静止无功发生器的母排，这种母排电感量低，但是价格较高，不适于大规模普及型使用。而且在结构方面要求绝缘栅双极型晶体管与电容的引脚位于同一平面，安装结构受到限制，不能很好的利用空间。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、成本低、电感量小的静止无功发生器功率模块。
[0006]本实用新型静止无功发生器功率模块，包括模块框架和电容器，模块框架顶端设置有绝缘柱，绝缘柱顶端安装有交流接线端子，模块框架内部的下部位置安装有电容器，电容器前端设置有多个电容器正极端子和多个电容器负极端子，其中:还包括绝缘栅双极型晶体管、散热风道、散热器和叠式母排，散热风道位于电容器上面，散热风道的两端分别与模块框架两侧内壁上开设的进风口和出风口连接，在散热风道内部安装有散热器，散热风道前端的外壁上设置有两个绝缘栅双极型晶体管，绝缘栅双极型晶体管上端设置的交流接线端与模块框架顶端设置的交流接线端子连接，绝缘栅双极型晶体管下端设置的负接线端与叠式母排的负极板顶端连接，叠式母排的负极板底端与电容器前端设置的电容器负极端子连接，绝缘栅双极型晶体管下端设置的正接线端与叠式母排的正极板顶端连接，叠式母排的正极板底端与电容器前端设置的电容器正极端子连接，在叠式母排负极板与正极板之间设置有第二绝缘板。
[0007]本实用新型静止无功发生器功率模块，其中所述电容器的后端和左右两侧都设置有固定螺栓，电容器通过固定螺栓与模块框架的内壁连接。
[0008]本实用新型静止无功发生器功率模块，其中所述电容器为五个，各电容器之间并联连接，在电容器前端并排设置有五个电容器正极端子和五个电容器负极端子，五个电容器负极端子分别位于五个电容器正极端子上方。
[0009]本实用新型静止无功发生器功率模块，其中所述散热风道由第一绝缘板制成，散热风道通过后端设置的安装架固定安装在模块框架的内壁上。
[0010]本实用新型静止无功发生器功率模块，其中所述模块框架顶端设置有四个绝缘柱，四个绝缘柱下端穿过模块框架与散热风道的顶端连接，每个绝缘栅双极型晶体管上端设置有两个交流接线端，交流接线端分别与交流接线端子连接。
[0011]本实用新型静止无功发生器功率模块，其中所述叠式母排又包括水平正极板、水平负极板、竖直正极板、竖直负极板和第二绝缘板，水平正极板后端与两个绝缘栅双极型晶体管下端的正接线端连接，水平正极板前端与竖直正极板的顶端焊接，竖直正极板下部与电容器前端设置的电容器正极端子连接，水平负极板后端与两个绝缘栅双极型晶体管下端的负接线端连接，水平负极板前端与竖直负极板的顶端焊接，竖直负极板下部与电容器前端设置的电容器负极端子连接，水平正极板位于水平负极板下面，竖直正极板位于竖直负极板后面，在竖直正极板上并排开设有多方形通孔，电容器前端设置的电容器负极端子分别穿过方形通孔并且不与竖直正极板接触，在水平负极板和水平正极板、竖直负极板和竖直正极板之间都夹有第二绝缘板。
[0012]本实用新型静止无功发生器功率模块，其中所述叠式母排的正极板和负极板采用2mm厚的铜板制成。
[0013]本实用新型静止无功发生器功率模块，其中所述第二绝缘板采用0.5_厚的聚碳Ife酷制成。
[0014]本实用新型静止无功发生器功率模块与现有技术不同之处在于:本实用新型结构紧凑、成本低、电感量小、母排形状巧妙。绝缘栅双极型晶体管、散热器、电容器和叠式母排结构安装合理，对有限的空间进行了充分的利用。叠式母排形状巧妙，结构紧凑，绝缘栅双极型晶体管与电容器的引脚不必局限于同一平面。叠式母排不仅安装方法简单，而且大大降低了连接母排的电感量，大幅度的降低了浪涌电压，保证绝缘栅双极型晶体管不会被击穿。散热器的安装能够对绝缘栅双极型晶体管起到良好的散热作用，延长了绝缘栅双极型晶体管的使用寿命。
[0015]下面结合附图对本实用新型静止无功发生器功率模块作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型静止无功发生器功率模块的主视图；
[0017]图2为本实用新型静止无功发生器功率模块的侧视图；
[0018]图3为本实用新型静止无功发生器功率模块中叠式母排正极板的主视图；
[0019]图4为本实用新型静止无功发生器功率模块中叠式母排正极板的侧视图；
[0020]图5为本实用新型静止无功发生器功率模块中叠式母排负极板的主视图；
[0021]图6为本实用新型静止无功发生器功率模块中叠式母排负极板的侧视图。
【具体实施方式】
[0022]如图1、图2所示，为本实用新型静止无功发生器功率模块，包括模块框架1、绝缘栅双极型晶体管2、散热风道3、散热器4、叠式母排和五个电容器5。静止无功发生器的功率模块设置有长方体形的模块框架1，模块框架I内部设置有空腔，在空腔底部固定有电容器支架，五个电容器5并联后安装在电容器支架上，并通过电容器5后端和左右两侧的固定螺栓将电容器5固定安装在空腔内，电容器5前端并排设置有五个电容器正极端子9和五个电容器负极端子10，五个电容器负极端子10分别位于五个电容器正极端子9上方。电容器5的上面设置有由第一绝缘板制成的散热风道3，散热风道3后端设置有安装架8，通过安装架8将散热风道3固定安装在模块框架I的内壁上，散热风道3顶端与四个绝缘柱的底端连接，四个绝缘柱的顶端穿过模块框架I顶端开设的通孔伸出模块框架I内部，四个绝缘柱的顶端分别安装有交流接线端子6。在模块框架I左右两侧的内壁上分别开设有进风口和出风口，散热风道3的两端分别与进风口和出风口连接，在散热风道3内部安装有散热器4。散热风道3前端第一绝缘板的外壁上并排设置有两个绝缘栅双极型晶体管2，绝缘栅双极型晶体管2通过铜制螺栓固定在第一绝缘板上，铜制螺栓后端伸入到散热风道3内部并与散热器4接触，在绝缘栅双极型晶体管2工作时，绝缘栅双极型晶体管2产生的热量可通过铜制螺栓传递给散热器4，从而达到散热器4对绝缘栅双极型晶体管2进行散热的目的。每个绝缘栅双极型晶体管2上端设置有两个交流接线端7，下端设置有一个正接线端和一个负接线端。两个绝缘栅双极型晶体管2上端的交流接线端7分别与模块框架I顶端外面的交流接线端子6连接。两个绝缘栅双极型晶体管2下端设置的两个正接线端和两个负接线端分别与叠式母排的上端连接，叠式母排的下端与电容器5前端设置的五个电容器正极端子9和五个电容器负极端子10连接。
[0023]如图3、图4、图5和图6所示，叠式母排包括水平正极板13、水平负极板14、竖直正极板11、竖直负极板12和第二绝缘板15。水平正极板13后端开设的第三固定孔17分别与两个绝缘栅双极型晶体管2下端的正接线端连接，水平正极板13前端与竖直正极板11的顶端焊接，竖直正极板11下部并排开设有五个第四固定孔18，五个第四固定孔18分别与电容器5前端并排设置的五个电容器正极端子9连接。水平负极板14后端开设的第一固定孔19分别与两个绝缘栅双极型晶体管2下端的负接线端连接，水平负极板14前端与竖直负极板12的顶端焊接，竖直负极板12下部并排开设有五个第二固定孔20，五个第二固定孔20分别与电容器5前端并排设置的五个电容器负极端子10连接。水平正极板13位于水平负极板14下面，竖直正极板11位于竖直负极板12后面，在竖直正极板11上并排开设有五个方形通孔16，电容器5前端设置的五个电容器负极端子10分别穿过五个方形通孔16并且不与竖直正极板11接触。在水平负极板14和水平正极板13、竖直负极板12和竖直正极板11之间都夹有第二绝缘板15，防止负极板与正极板之间发生导电现象。水平正极板13、水平负极板14、竖直正极板11和竖直负极板12都采用2mm厚的铜板制成，第二绝缘板15采用0.5mm厚的聚碳酸酯制成。
[0024]本实用新型在工作时，将静止无功发生器功率模块并联在电网中，模块框架I顶端的交流接线端子6与交流侧连接，电容器5前端设置的电容器正极端子9和电容器负极端子10与直流侧连接，通过调节绝缘栅双极型晶体管2的开关，控制由直流逆变到交流时电压的幅值和相位，根据检测系统所需的无功量快速发出幅值和相位相反的无功，实现无功的平衡。
[0025]本实用新型静止无功发生器功率模块，绝缘栅双极型晶体管2、散热器4、电容器5和叠式母排结构安装合理，对有限的空间进行了充分的利用。叠式母排形状巧妙，结构紧凑，绝缘栅双极型晶体管2与电容器5的引脚不必局限于同一平面。叠式母排不仅安装方法简单，而且大大降低了连接母排的电感量，大幅度的降低了浪涌电压，保证绝缘栅双极型晶体管2不会被击穿。散热器4的安装能够对绝缘栅双极型晶体管2起到良好的散热作用，延长了绝缘栅双极型晶体管2的使用寿命。本实用新型结构紧凑、成本低、电感量小、母排形状巧妙，与现有技术相比具有明显的优点。
[0026]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种静止无功发生器功率模块，包括模块框架(I)和电容器(5)，模块框架(I)顶端设置有绝缘柱，绝缘柱顶端安装有交流接线端子￠)，模块框架(I)内部的下部位置安装有电容器(5)，电容器(5)前端设置有多个电容器正极端子(9)和多个电容器负极端子(10)，其特征在于:还包括绝缘栅双极型晶体管(2)、散热风道(3)、散热器(4)和叠式母排，散热风道(3)位于电容器(5)上面，散热风道(3)的两端分别与模块框架(I)两侧内壁上开设的进风口和出风口连接，在散热风道(3)内部安装有散热器(4)，散热风道(3)前端的外壁上设置有两个绝缘栅双极型晶体管(2)，绝缘栅双极型晶体管(2)上端设置的交流接线端(7)与模块框架(I)顶端设置的交流接线端子(6)连接，绝缘栅双极型晶体管(2)下端设置的负接线端与叠式母排的负极板顶端连接，叠式母排的负极板底端与电容器(5)前端设置的电容器负极端子(10)连接，绝缘栅双极型晶体管(2)下端设置的正接线端与叠式母排的正极板顶端连接，叠式母排的正极板底端与电容器(5)前端设置的电容器正极端子(9)连接，在叠式母排负极板与正极板之间设置有第二绝缘板(15)。
2.根据权利要求1所述的静止无功发生器功率模块，其特征在于:所述电容器(5)的后端和左右两侧都设置有固定螺栓，电容器(5)通过固定螺栓与模块框架(I)的内壁连接。
3.根据权利要求1所述的静止无功发生器功率模块，其特征在于:所述电容器(5)为五个，各电容器(5)之间并联连接，在电容器(5)前端并排设置有五个电容器正极端子(9)和五个电容器负极端子(10)，五个电容器负极端子(10)分别位于五个电容器正极端子(9)上方。
4.根据权利要求1所述的静止无功发生器功率模块，其特征在于:所述散热风道(3)由第一绝缘板制成，散热风道(3)通过后端设置有安装架(8)固定安装在模块框架(I)的内壁上。
5.根据权利要求1所述的静止无功发生器功率模块，其特征在于:所述模块框架(I)顶端设置有四个绝缘柱，四个绝缘柱下端穿过模块框架(I)与散热风道(3)的顶端连接，每个绝缘栅双极型晶体管(2)上端设置有两个交流接线端(7)，交流接线端(7)分别与交流接线端子(6)连接。
6.根据权利要求3所述的静止无功发生器功率模块，其特征在于:所述叠式母排又包括水平正极板(13)、水平负极板(14)、竖直正极板(11)、竖直负极板(12)和第二绝缘板(15)，水平正极板(13)后端与两个绝缘栅双极型晶体管(2)下端的正接线端连接，水平正极板(13)前端与竖直正极板(11)的顶端焊接，竖直正极板(11)下部与电容器(5)前端设置的电容器正极端子(9)连接，水平负极板(14)后端与两个绝缘栅双极型晶体管(2)下端的负接线端连接，水平负极板(14)前端与竖直负极板(12)的顶端焊接，竖直负极板(12)下部与电容器(5)前端设置的电容器负极端子(10)连接，水平正极板(13)位于水平负极板(14)下面，竖直正极板(11)位于竖直负极板(12)后面，在竖直正极板(11)上并排开设有多方形通孔(16)，电容器(5)前端设置的电容器负极端子(10)分别穿过方形通孔(16)并且不与竖直正极板(11)接触，在水平负极板(14)和水平正极板(13)、竖直负极板(12)和竖直正极板(11)之间都夹有第二绝缘板(15)。
7.根据权利要求1所述的静止无功发生器功率模块，其特征在于:所述叠式母排的正极板和负极板采用2mm厚的铜板制成。
8.根据权利要求1所述的静止无功发生器功率模块，其特征在于:所述第二绝缘板 (15)采用0.5mm厚的聚碳酸酯制成。
【文档编号】H05K7/20GK204089612SQ201420282352
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】李青春, 闫文金, 段海雁 申请人:天津市先导倍尔电气有限公司